初心者講習2

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初心者講習2

太 陽 多 波 長 データ 解 析 研 究 会 2013

実 習 :0

計 算 機 へのログインと 使 い 方

2013/09/30@ 野 辺 山 太 陽 電 波 観 測 所


本 初 心 者 講 習 の 流 れ

1. 太 陽 観 測 データのフォーマット: 講 義

2. SSW-IDL 太 陽 用 データ 解 析 環 境 : 講 義

3. 野 辺 山 電 波 へリオグラフ: 講 義

4. 野 辺 山 太 陽 電 波 観 測 所 の 解 析 システム: 実 習 0

5. 観 測 データの 読 み 込 みから 可 視 化 : 実 習 1

データの 読 み 込 み

グラフ 作 成

ムービー 作 成

2 波 長 の 位 置 合 わせ

6. 野 辺 山 電 波 へリオグラフの 像 合 成 : 実 習 2


野 辺 山 太 陽 電 波 観 測 所 の

データ 解 析 システム:1

• どのLinuxマシン( 端 末 ・サーバ)からも、 同 じ 構 成 のディ

レクトリーが 見 えるようにしてあります。

• どのマシンでも、SSW+IDLが 動 きます。

マシンの 差 は、 画 面 の 大 きさ・CPU・メモリー 量 だけです。

• 端 末 とサーバ: 使 い 方 は 同 じ

端 末 → 皆 さんの 前 にあるPC

サーバ→ssh 等 でloginして 利 用 する。

• ex. ssh –X username@burst1

• マシン 名 :burst1, burst2, radio1, radio2

• 端 末 とサーバの 使 い 分 け

これから 行 う 様 な 可 視 化 やムービー 作 成 → 端 末

大 規 模 データ 処 理 (ex. 数 十 枚 以 上 のNoRH 像 合 成 )→サーバ


実 習 0: 計 算 機 の 使 い 方

• 端 末 にログイン

ユーザー 名 とパスワードを 入 力

• 計 算 機 サーバーにログイン

ターミナルを 立 ち 上 げる

コマンドを 打 つ

ssh –X username@burst1

(Cygwin 等 からは 最 初 にsshsolarに 入 る)


講 習 0:Unixの 使 い 方

• よく 使 うコマンド 一 覧

ls ディレクトリにあるファイル 等 を 表 示

cd ディレクトリを 移 動

mkdir ディレクトリを 作 る

cp ファイルをコピー

rm ファイルを 削 除 (ゴミ 箱 行 きではなく 完

全 に 消 します)


野 辺 山 太 陽 電 波 観 測 所 の

データ 解 析 システム:2

• 大 きなデータの 置 き 場 所

以 下 のディレクトリー 下 に、 自 分 のアカウント 名 と

同 じディレクトリーを 作 って、その 下 に 作 成 したファ

イル 等 を 置 いてください。

• ワークディレクトリー

/scr/s?? [??: 01,02,03,04,05,06,07,08,11,12,13]

• 利 用 量 の 制 限 はありませんが、 不 必 要 なデータは

消 してください。

ホームディレクトリーは、1GBしかデータが 置 けま

せん。


太 陽 多 波 長 データ 解 析 研 究 会 2013

実 習 1

太 陽 観 測 データの 可 視 化

2013/09/30@ 野 辺 山 太 陽 電 波 観 測 所


データの 読 み 込 み:1

• 講 習 会 用 データのありか1

/scr/s13/CDAW13_Lec/data_single

• NoRH: ifa100620_013001

• HMI/SDO: hmi_20100620_013045_magnetogram.fits

• AIA/SDO:

aia_???_20100620_0130??_image_lev1.fits


太 陽 データ 解 析 の 流 れ

観 測

データベース

観 測 データ

ファイル

物 理 量 の

導 出

データの

可 視 化

データ

読 み 込 み

データの

校 正

校 正 済

み 観 測

データ

データの

可 視 化

他 の 校 正

済 み 観 測

データ

画 像 データ

の 位 置 合 わ


データの

可 視 化


データの 読 み 込 み: NoRH 編 1

• 以 下 のコマンドを 実 行

IDL> dir = ‘/scr/s13/CDAW13_Lec/data_single/’

IDL> nfile = ‘ifa100620_013001’

IDL> norh_rd_img, dir+nfile, nind, ndat

これで、ndatに17GHz( 電 波 ) 画 像 データが、nindにFITSヘッダーに

入 っている 観 測 情 報 が 入 る。それぞれの 中 身 の 情 報 は、 以 下 の

コマンドで 見 ることができる。

IDL> help, ndat

NDAT FLOAT = Array[512, 512]


データの 読 み 込 み: NoRH 編 2

• nindの 中 身

IDL> help, nind

NIND STRUCT = ‐> NORHIDX0 Array[1]

IDL> help, nind,/str

** Structure NORHIDX0, 2 tags, length=116, data length=107:

GEN STRUCT ‐> GEN_NRO Array[1]

NORH STRUCT ‐> NORH_INDEX_REC Array[1]

IDL> help, nind.gen,/str

** Structure GEN_NRO, 4 tags, length=16, data length=12:

TIME LONG 5401828

DAY INT 11494

TIMEJST LONG 37801828

DAYJST INT 11494

IDL> help, nind.norh,/str

** Structure NORH_INDEX_REC, 15 tags, length=100, data length=95:

OBS_FREQ STRING '17GHz'

POLARIZ STRING 'r+l'

SHAPE INT Array[2]

SEC_PER_PIX FLOAT 4.91106

SOLRFAC FLOAT 1.01250

ROLL FLOAT 0.00000

SOLCEN FLOAT Array[2]

OLDPFI BYTE 0

SOLP FLOAT ‐7.65810

PMAT FLOAT Array[4]

SEC_PER_PIX_DTY FLOAT 4.64947

PROGNAME STRING 'snap2d17_steer v6.2 Y. Hanaoka/H.

Koshiishi'

EFL_IN_PIX_DTY FLOAT 2.06547

CELLSIZE INT ‐1

EXPDUR FLOAT 10.0000

IDL>


データの 読 み 込 み: 汎 用 編

• AIA( 太 陽 観 測 衛 星 )のファイルを 読 み 込 む

IDL> afile = ‘aia_304_20100620_013050_image_lev1.fits’

IDL> mreadfits, dir+afile, aind, adat

( 実 際 にはaia_prep.proを 使 った 方 がいい)

同 様 に、adatに171Å( 極 端 紫 外 線 ) 画 像 データが、aindにFITSヘッ

ダーに 入 っている 観 測 情 報 が 入 る。

IDL> help, adat

ADAT LONG = Array[4096, 4096]

IDL> help, aind

AIND STRUCT = -> MS_026121220001 Array[1]

IDL> help, aind, /str


データの 可 視 化

• まず、 描 写 する 為 のWindowを 開 く。

IDL> wdef, 512

• 画 像 を 書 かせる。

IDL> tvscl, ndat

• 色 を 変 える

IDL> loadct, 3

IDL> tvscl, ndat


データの 可 視 化 :グラフ 化

• あるY 座 標 でのX 軸 方 向 の 強 度 変 動 をグ

ラフ 化 する。

IDL> window, 1

IDL> plot, ndat[*, 350]

IDL> plot, ndat[*, 350], $

IDL> title=’17GHz Tb’, $

IDL> xtitle=‘X coordinate (Pixel)’,$

IDL> ytitle=‘Temp. Brightness (K)’

IDL> oplot, ndat[*, 256], linestyle=2


データの 可 視 化 :グラフの 印 刷

IDL> set_plot,’ps’

IDL> !p.font=0

IDL> plot, ndat[*, 350], $

IDL> title=’17GHz Tb’, $

IDL> xtitle=‘X coordinate (Pixel)’,$

IDL> ytitle=‘Temp. Brightness (K)’

IDL> oplot, ndat[*, 256], linestyle=2

IDL> device, /close

IDL> !p.font=-1

IDL> set_plot,’x’

IDL> $ lpr -P prxe idl.ps


データの 可 視 化 : 大 きさ・カラー

AIAデータを 例 に 紹 介 :

IDL> wdef, 512

IDL> loadct,0

IDL> tvcsl, adat → 画 像 が 出 ない。

画 像 の 大 きさが、4Kx4Kで 太 陽 が

Window 上 に 現 れない。

IDL> tvscl, rebin(adat, 512, 512)

画 像 の 大 きさを、512x512に 縮 小 。

写 るけど 暗 い。

IDL> tv, rebin(bytscl(adat, $

IDL> min=0, max=4e2), 512,512)

画 像 データのカウントが0から400まで

に 色 を 割 り 当 てた。

画 像 をPPT 等 に 張 り 込 む 為 の 画 像 ファイル

(JPEG, GIF, PNG 等 の 形 式 )はGIMPを 使 用


2つの 波 長 の 画 像 の 位 置 合 わせ

• map 形 式 への 変 換

IDL> norh_index2map, nind, ndat, nmap

IDL> index2map, aind, adat, amap

• map 形 式 の 表 示

IDL> plot_map, nmap

IDL> plot_map, amap, /log

• 重 ね 合 わせ

IDL> plot_map, amap, /log

IDL> plot_map, nmap, /over

• Zoom UpとContourの 調 整

IDL> plot_map, amap, /log, $

IDL> fov=10, cen=[-1000, 300]

IDL> plot_map, nmap, /over, $

IDL> levels=[1e3, 2.5e3, 5e3, 1e4, 2e4]


本 初 心 者 講 習 の 流 れ

1. 太 陽 観 測 データのフォーマット: 講 義

2. SSW-IDL 太 陽 用 データ 解 析 環 境 : 講 義

3. 野 辺 山 電 波 へリオグラフ: 講 義

4. 野 辺 山 太 陽 電 波 観 測 所 の 解 析 システム: 実 習 1

5. 観 測 データの 読 み 込 みから 可 視 化 : 実 習 1

データの 読 み 込 み

グラフ 作 成 / 印 刷

ムービー 作 成

2 波 長 の 位 置 合 わせ

6. 野 辺 山 電 波 へリオグラフの 像 合 成 : 実 習 2


データの 読 み 込 み:2( 多 数 枚 の 画 像 )

• 講 習 会 用 データのありか2

/scr/s13/CDAW13_Lec/data_movie/XRT/

• このしたに、H0000, H0100, H0200のディレクトリー

はあり、 総 数 234 枚 のXRTで 撮 像 された 画 像 が 入 っ

ている。

• ファイル 名 の 一 括 取 得

IDL> dirs = ‘/scr/s13/CDAW13_Lec/data_movie/XRT/

IDL> files = findfile(dirs+’H0???/XRT*.fits’)

IDL> help, files

FILES STRING = Array[234]


データの 読 み 込 み:2( 多 数 枚 の 画 像 )

• とにかく 全 部 読 み 込 んでみる。

IDL> read_xrt, files, xind, xdat, /force

• パラパラ 漫 画 的 なムービーで 見 てみる。

IDL> wdef,512

IDL> stepper, xdat, info=$

IDL> xind.date_obs+’ ‘+$

IDL> string(xind.naxis1, format=‘(I04)’)+’ ‘+$

IDL> xind.ec_fw2_

→うまく 繋 がらないムービー。

理 由 1: 長 時 間 露 出 と 短 時 間 露 出 が 混 ざっている。

理 由 2: 大 きさが 異 なる 画 像 と 可 視 光 画 像 が 混 ざっている。


データの 読 み 込 み:2( 多 数 枚 の 画 像 )

• データの 選 択

IDL> read_xrt, files, index, /nodata

( 画 像 を 読 み 込 まず、ヘッダー 情 報 だけ 読 み 込 む)

IDL> ss = where ((index.naxis1 eq 384) and $

( 画 像 のX 方 向 の 大 きさが384 pixelのモノだけを 選 べ)

IDL> (index.exptime lt 4.) and $

( 露 出 時 間 が4 秒 以 下 のモノを 選 べ)

IDL> (index.ec_fw2 eq 2))

(X 線 フィルター”Ti/poly”を 使 って 撮 像 したものだけ 選 べ)

IDL> read_xrt, files[ss], xind, xdat

( 上 記 で 選 択 されたファイル[ss 番 目 のファイル]だけを 読 み 込

め)

IDL> help, xdat

XDAT INT = Array[384, 384, 113]

[ 校 正 したい 場 合 は、IDL> xrt_prep, files, ss, xind, xdat 時 間 がかかります。]


データの 読 み 込 み:2( 多 数 枚 の 画 像 )

• パラパラ 漫 画 的 なムービーで 見 てみる。

IDL> wdef, 384

IDL> stepper, xdat^0.2, info=$

IDL> xind.date_obs+’ ‘+$

IDL> string(xind.naxis1, format=‘(I04)’)+’ ‘+$

IDL> xind.ec_fw2_

ましなムービーになっている。

( 自 動 露 出 時 間 調 整 機 構 と

衛 星 の 揺 れで 見 づらいムービーにはなっている。)


時 間 変 動 のグラフの 作 成

• ある 点 の 強 度 変 化 を 知 りたいとき。

IDL> utplot, xind.date_obs, xdat[128, 128,*]

(NoRHの 場 合 、IDL> utplot, index, data[x, y,*])

IDL> outplot, xind.date_obs, xdat[128, 128,*], psym=1

IDL> outplot, xind.date_obs, xdat[128, 100,*], linestyle=2


MPEGムービーの 作 り 方

• 最 も 簡 単 な 方 法

IDL> index2map, xind, xdat, xmap

IDL> movie_map, xmap

明 日 、 別 方 法 を 教 えます。


作 ったデータのセーブ

• 処 理 したデータ( 変 数 )のセーブ

IDL> save, nmap, amap, filename=‘test.dat’

• データの 復 元

IDL> restore, filename=‘test.dat’


今 日 の 講 習 はこれで 終 わり。

• IDLを 終 了 させてください。

IDL> exit

ホームディレクトリーに

idlsave.pro

というファイルが 出 来 ているはず。

これは、 今 まで 打 ったコマンドが 記 録 されている。

また、IDL 内 で 以 下 のコマンドを 打 つと、そのコマンドを

自 動 実 行 してくれる。

IDL> .r idlsave.pro


実 習 1の 課 題

1. 様 々な 紫 外 線 の 画 像 (AIA/SDO)にNoRHの

等 高 線 を 書 き、その 画 像 をpdfファイルにす

る。

SDO/AIAは、304Å 以 外 に、94Å, 131Å,171Å, 193Å,

211Å, 335Å, 1700Åがある。

これらが~~/data_single/に 保 存 されている。

プロミネンスのズームアップの 画 像 も 作 る 事 。

PS→PDFはUNIXで ps2pdf ***.ps ***.pdf

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